D’une la procédure astrophoto est valable parce qu’elle aboutit à un signal exploitable scientifiquement : 1/ on veut pouvoir faire des mesures photométriques fiables du signal, 2/ en astro, on manque cruellement de lumière, et les capteurs CCD vont donc être utilisés à la limite de leur possibilité, il faut donc impérativement tenir compte des biais, ce n’est probablement pas le cas en photo.
En fait il y a plusieurs signals qui s’additionnent, je connais mal leur origine électronique et/ou physique exacte donc je n’en parlerai pas, mais seulement la chaîne de traitement à appliquer est intéressante ici (encore que…).
0/ le signal réel
1/ l’offset est un signal indépendant du temps de pose et qui s’additionne au signal réel (non aléatoire)
2/ l’offset thermique augmente avec le temps de pose et la température : il faut refroidir et faire une pose dans le noir le plus total avec le même temps de pose que le signal à mesurer (mon appareil en fait un automatiquement lorsque t>~15s, donc lorsque je fais une photo de 30s il reste bloqué pendant 1min, c’est très chiant…). Il s’additionne au signal réel (et n’est pas aléatoire).
3/ la matrice n’a pas une réponse uniforme à la lumière sur toute son étendue, on expose donc le capteur à une lumière uniforme, on normalise, et ce flat-field sert de diviseur du signal obtenu, afin d’obtenir le signal réel.
Tout ces biais évoluent peu dans le temps. L’idée, en astro est d’en faire une fois par session/nuit de pose. Bien sûr le flat-field doit être corrigé des deux offset, et l’offset thermique doit être corrigé de l’offset.
L’addition de plusieurs poses prises séparément est avant tout une pratique amateure. Elle permet de contourner certaines limitation de matériel (mauvais suivi du mouvement des astres du à la rotation de la terre, quantification 8 bits, mauvaise dynamique d’un capteur, etc.) et de limiter le bruit aléatoire. Elle est inutile si l’exposition est pas trop mauvaise et si on utilise le RAW. Ici elle sera complétement inutile, puisque vous pourrez allègrement moyenner tous les pixels de la matrice CCD.
Enfin, il faut bien avoir conscience qu’il s’agit de CCD, pas de CMOS. Je ne sais pas ce que le changement de technologie implique en terme de traitement du signal et de performance pure.
Les CCD sont des capteurs de haut vol pour la mesure photométrique : ils possèdent une réponse bien linéaire (sauf à proximité de la saturation du capteur), ils sont linéaires aussi dans le temps (pas de défaut de réciprocité), et le traitement du signal pour les corriger est très simple (deux soustractions et une division d’une image préalablement normalisée en tout, fait numériquement). Enfin le bruit aléatoire est faible. Il se trouve que dans des conditions de lumière plus “acceptables”, comme cela devrait être le cas en photo, on peut éventuellement faire des mesures sans aucun traitement.
Pour des mesures photométriques. On doit exposer de manière optimale : on expose le plus possible le capteur à la lumière sans mordre, à la louche, sur les 5—10 % de la partie supérieure de l’histogramme, c’est-à-dire avant la saturation du capteur. Remarquez que cela vaut pour la photo standard : en mode (semi-)automatique, mon appareil exposera une charte de gris en gris, avec un histogramme qui présentera un pic plutôt dans des valeurs moyennes, trop à gauche, alors qu’une exposition optimale aurait présenté le pic bien plus à droite. En règle générale, si la dynamique de la scène le permet (ie si elle est faible), il faut surexposer un capteur numérique relativement à la valeur indiqué par les automatismes des appareils, en veillant toutefois à ne pas le saturer sur une partie de l’image.
Comme en astro la notion d’ISO n’existe pas, je recommande d’utiliser l’ISO le plus bas que permet votre appareil. Je ne connais que peu l’électronique de ces machines là, mais selon toute vraisemblance, l’amplification électronique devrait être dimensionnée en fonction de la capacité des photosites et en fonction du convertisseur analogique-numérique.
En pratique, si vous êtes sur des temps de pose inférieurs à 1s (par exemple), pas besoin d’offset thermique. Au pire des cas, il suffit d’en faire un de 1s et de s’en servir plutôt pour borner l’erreur de mesure.
Pour une mesure photométrique générale, vous moyennez toute l’image (je recommande de faire la médiane plutôt, pour éviter la blague des pixels morts), donc pas besoin de flat-field (c’est nécessaire en astro parce qu’il faut pouvoir faire des mesures photométriques d’étoiles ou autres et pouvoir les comparer entre elles quelle que soit leur position dans l’image). Attention tout de même : la mesure est valable pour un couple capteur+optique donné (en photo la transmission et le vignetage de l’optique pourra jouer, donc le diaphragme aussi).
Reste l’offset qui, dans mes souvenirs, est si faible qu’il sera négligeable dans le cas qui vous occupe. Là encore, une mesure (temps de pause le plus faible, dans le noir, bouchon fermé), pour connaître l’erreur induite, permettra de le valider.
Bien sûr tout ceci vaut pour les fichiers RAW avec la dynamique de quantification la plus élevée que le permet votre appareil. JPEG = poubelle (quantification 8 bits trop faible, application d’une courbe qui fait perdre la linéarité, traitements constructeurs opaques…). Pour faire les mesures, les logiciel de développement classique ne conviendront pas ; je vous conseille de passer sur un logiciel d’astrophotographe amateur pour faire le boulot, par exemple :
[
www.astrosurf.com]
(y’a peut-être plus récent, ça fait longtemps que je ne me suis pas intéressé à ce genre de choses)
Ça fait beaucoup d’informations à avaler pour pouvoir faire une mesure dans les règles de l’art. Et tout ceci ne concerne que le capteur numérique (je ne connais absolument rien à la norme des ISO), c’est un préalable avant de pouvoir exploiter le capteur afin de faire les mesures proprement dites en fait.
Toutefois d’un point de vue pragmatique : faites juste une pose de 1s dans le noir le plus total (*et* avec le bouchon), faites la médiane des pixels (ou faites la moyenne en excluant les pixels morts, qu’ils soient noirs ou saturés) et vérifiez que le niveau du signal (offset+offset thermique ici) est négligeable (voir s’il est même présent!) par rapport aux valeurs que vous obtiendrez lors de vos mesures (tant que vos mesures ne dépasseront pas des temps de pause de 1s). Dans le meilleur des cas, vous aurez un biais suffisamment faible pour ne pas en tenir compte, ou alors pour l’inclure dans l’erreur de mesure. Dans le pire des cas, il faudra appliquer toute la chaîne de traitement. Pour le flat-field c’est plus compliqué, car l’optique va intervenir : rigoureusement parlant la mesure photométrique est valable pour un couple capteur+optique donné. C’est pareil en astro : on a besoin de se servir d’une référence absolue (ie une étoile, ou plusieurs idéalement, dans le champ photographié dont on connaît la luminosité/magnitude via des tables/bases de données) pour pouvoir faire des mesures absolues, ou alors on se contente de faire des mesures relatives (ie. l’écart de luminosité d’étoiles prises avec le même instrument par exemple).
Modifié 1 fois. Dernière modification le 02/05/15 10:56 par Nicolas Gaudin.
